Какие способы задания модуля счета счетчиков существуют

Счетчики с произвольным модулем счета

Счетчики с произвольным модулем счета К_сч строятся на основе микросхем двоичных и двоично-десятичных счетчиков. Одним из способов получения произвольного значения модуля счета является использование цепи обратной связи, сбрасывающей его в нулевое состояние, как только суммирующий счетчик переходит в состояние, равное К_сч. Так построен, например, делитель частоты в 14 раз (рис. 6.14). Как только счетчик переходит в 14-е состояние (совпадают логические 1 на входах трехвходового элемента 3И-НЕ), в единичное состояние устанавливается RS-триггер, который сбрасывает счетчик в нулевое состояние. Единичный уровень следующего счетного импульса сбрасывает RS-триггер в нуль.

Другой вариант счетчика (например, с коэффициентом пересчета К_сч= 147), показанный на рис. 6.15, организован на основе восьмиразрядного двоичного счетчика (К_сч= 256), который дополнен цепью сброса. Когда счетчик переходит в состояние 147 = 10010011В (совпадают логические 1 на входах элементов И, подключенных к выходам счетчика с весовыми коэффициентами 128, 16, 2 и 1), происходит его сброс, в результате его состояния циклически повторяются через каждые 147 входных тактов.

ИМС программируемых делителей частоты(счетчиков с переменным коэффициентом деления). Существует ряд ИМС счетчиков с переменным (программируемым) коэффициентом деления, например К155ИЕ8, 564ИЕ15.

ИМС К155ИЕ8 может быть названа преобразователем «код — частота». Ее УГО и функции выводов показаны на рис. 6.16. Эта микросхема содержит шестиразрядный двоичный счетчик и программируемое логическое устройство, уменьшающее частоту выходной последовательности f_вых по сравнению со входной f_вх. Из входной последовательности в 64 импульса, поступающей на счетный вход С, на выход проходит N импульсов, где N — десятичное число, шестиразрядный двоичный код которого подается на управляющие входы микросхемы с метками 32, 16, 8, 4, 2, 1. Выходная частота связана с входной соотношением f_вых= f_вх· N / 64. Таким образом, частота импульсов на выходе микросхемы пропорциональна значению управляющего кода N. Надо только учитывать, что если N не равно степени числа 2, то импульсы в выходной последовательности расположены неравномерно.

В таблице 6.1 приведены номера импульсов (из входной последовательности в 64 импульса), которые проходят на выход при логической единице на соответствующем управляющем входе. При произвольном коде N на выход проходят импульсы, соответствующие логическим единицам во всех разрядах числа N.

Таблица 6.1 — Таблица функционирования микросхемы К155ИЕ8

Метка управляющего входа	Номера импульсов, проходящих на выход
16, 48 8, 24, 40, 56 4, 12, 20, 28, 36, 44, 52, 60 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42, . 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, .

Другой способ построения счетчиков с произвольным модулем счета реализован в программируемом делителе частоты, представленном на рис. 6.17.

На лимбах программных переключателей SA1, SA2 набирается число N=AB (A — десятки, В — единицы). На выходах переключателей формируется инверсный двоично-десятичный код цифр А и В. Инверторы DD1, DD3 подают на входы предварительной установки счетчиков DD2, DD4 прямой двоично-десятичный код числа N. Счетчики работают в режиме вычитания (обратного счета). Когда счетчики находятся в нулевом состоянии и приходит счетный импульс, по его фронту D-триггер формирует логический нуль на выходе и в счетчик загружается число N, которое в течение следующих N тактов считывается до нуля. Число состояний счетчика равно N +1. Таким образом, f_вых = f_вх/(N +1), т. е. на программном переключателе надо набирать число, на единицу меньшее требуемого коэффициента деления частоты. Длительность выходного импульса (активный уровень — нулевой) равна периоду входных импульсов.

Рис. 6.17 — Программируемый делитель частоты

Источник

Разработка счетчика с произвольным модулем счета (модуль счета М1=12)

Страницы работы

Содержание работы

Целью работы является закрепление навыков проектирования, отладки сравнительно простых устройств, применяемых в ЭВМ. Разработка счетчика с произвольным модулем счета.

Для задания 1: Модуль счета М1=12

Серым цветом выделены запрещенные состояния счетчика.

1. Разработка счетчика с произвольным модулем счета.

Разрабатывается счетчик с естественным порядком счета, в таких счетчиках исключаются последние m состояний. С этой целью сигналы с единичных выходов триггеров соответствующих 1 в двоичной записи числа M1 подаются на входы схемы И, а сигналом с выхода этой схемы счетчик устанавливается в нулевое состояние. Вариант подразумевает счет до 12, т.е. 0,1,2…11,0.. Схема счетчика приведена на рис.1

Временные диаграммы работы схемы приведены на рис.2

2. Разработка счетчика с заданной системой кодирования.

Для построения такого счетчика составляется список переходов (состояний) и, затем, осуществляется синтез схемы. Рассмотрим пример построения счетчика на синхронных D-триггерах. Список переходов приведен в таблице 1. Очевидно, что если в последующем такте состояние триггера i-го разряда Q_i = 1, то функция возбуждения его D-входа в текущем такте равна 1, и равна 0, если Q_i = 0. Запрещенные состояния выделены серым цветом.

Воспользовавшись картами Карно и доопределив функции возбуждения входов триггеров на запрещенных состояниях (см.рис.3), получим следующие выражения

Карты Карно приведены на рис.3

Рис.4

Временные диаграммы работы схемы приведены на рис.5

1) Построенный счетчик имеет весьма своеобразный принцип работы: при достижении установленного модуля счета(в данном случае 11) он формирует короткий импульс и сбрасывается в нулевое состояние.

2) Настройка счетчика на заданный модуль счета происходит не сразу, а на следующий цикл работы.

3) Оказалась интересной разработка счетчика с заданной системой кодирования, такой счетчик “проскакивает” запрещенные состояния, переходя к следующему числу. Это стало возможно благодаря анализу схемы на логическом уровне. Карты Карно позволяют быстро и достаточно просто реализовать логику работы схемы.

4) Макет содержит большое количество разнообразных логических элементов, позволяющих собирать довольно сложные схемы.

5) Генераторы импульсов позволяют получить как синхропоследовательность, так и одиночный импульс.

6) Счетчик макета имеет весьма своеобразный принцип работы: при достижении установленного модуля счета он формирует короткий импульс и сбрасывается в нулевое состояние.

7) Настройка счетчика на заданный модуль счета происходит не сразу, а на следующий цикл работы. Состояние счетчика не меняется при нажатии клавиши «Общий сброс».

8) К сожалению, некоторые логические элементы и тумблеры на стендах неисправны.

Министерство общего и профессионального образования РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Вычислительной Техники

Лабораторная работа 2

» СЧЕТЧИКИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ МОДУЛЕМ СЧЕТА «

Факультет: АВТ Преподаватель: Гребенников В.Ф.

Источник

Счетчики с произвольным модулем счета. Принципы построения счетчиков с произвольным модулем счета. Основные теоретические сведения

Страницы работы

Содержание работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 10 .

СЧЕТЧИКИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ МОДУЛЕМ СЧЕТА

1.Цель работы: изучить принципы построения счетчиков с произвольным модулем счета.

2. Основные теоретические сведения.

Основой счетчика с произвольным модулем счета является счетчик с количеством триггеров n, определяемым условием :

2 n > к ,где к — требуемый модуль счета .

Требуемый модуль задается дополнительными обратными связями в двоичном счетчике, в цепи которых могут устанавливаться дополнительные логические элементы , или даже устройства. В зависимости от способов образования обратных связей различают различные способы построения счетчиков с произвольным модулем счета. В лабораторной работе исследуются два из них.

2.1. Сброс счетчика в нуль дополнительными конъюнкторами .

Дополнительный конъюнктор обнаруживает код конца счета к — 1 и по цепи R сбрасывает счетчик в нулевое состояние. В суммирующем счетчике на конъюнктор подаются прямые выходы тех триггеров , которые при коде конца счета равны «1». Дополнительный конъюнктор (или даже несколько) обычно уже имеется в схеме счетчика (ИЕ1, ИЕ2, ИЕ4, ИЕ5 ТТЛ), что позволяет изменять модуль счета. Обратные связи в специализированных двоично-десятичных счетчиках осуществляются без дополнительных логических элементов, непосредствено, в соответствии со следующей зависимостью :

Чтобы равенство выполнялось , необходимо подать на второй а₁ = 1 и третий а₂ = 1 триггеры. На первый и четвертый триггеры обратная связь не подается а₀ = а₃ = 0. Структурная схема двоично-десятичного счетчика К155ИЕ2, в котором могут быть установлены другие модули счета, отличные от десяти, приведена на рис. 1.

Таблица соединений обратных связей для получения модулей счета от 2 до 10 приведена на рис. 2.

Рис. 1 . Структурная схема счетчика К155ИЕ2.

Примечание: Хотя бы один из выводов 6,7 должен быть подключен к уровню «0».

Внешние соединения выводов

2 или 3 к общему (10)

2 или 3 к общему (10)

12 к 1; 9 к 2; 8 к 3

11 к 14;12 к 2; 9 к 3

12 к 1; 11 к 2 или 3

12 к 1 и 2; 11 к 3

12 к 1; 2 или 3 к 10

Рис. 2. Таблица соединений для получения требуемого модуля счета микросхемы К155ИЕ2.

2.2. Загрузка дополнения.

Двоичный счетчик перед началом счета по тракту n параллельной загрузки загружается кодом дополнения числа к до 2 n . Koдом конца счета является естественное переполнение счетчика. Перенос ТС, воздействуя на вход разрешения параллельной загрузки РЕ, устанавливает в счетчике дополнение к до 2 n .

Недостаток способа — неестественная последовательность получаемых кодов, требующая перекодировки.

На рис.3 приведено условное обозначение двоично-десятичного счетчика К155ИЕ9, имеющего входы параллельной загрузки и пригодного для рассматриваемого способа получения требуемого модуля счета.

Рис. 3. Условное обозначение микросхемы К155ИЕ9.

3. Используемое оборудование .

— Установка УМ -11;

4. Порядок выполнения работы .

4.1. Исследование двоично-десятичного счетчика К155ИЕ2 .

4.1.1. Собрать на JK — триггерах установки УМ — 11М схему счетчика К155ИЕ2 по рис.1 с модулем счета 10 (см. табл. рис.2).

Подавая на вход счетчика импульсы от генератора одиночных импульсов установки, убедиться в работоспособности схемы.

4.1.2. Подключить выходы счетчика к входам анализатора, соблюдая порядок следования разрядов. На счетный вход счетчика и тактовый вход анализатора подать синхроимпульсы 500кГц , соответственно СИ1 и СИ2, установки УМ — 11М. Выходы анализатора разрядов «0»-«3» подключить в цепь установки счетчика S через логический элемент 4И-НЕ. Получить на экране анализатора таблицу состояний счетчика и убедиться , что счетчик имеет модуль 10 и считает в коде 8 — 4 — 2 — 1.

4.1.3. Переподключить триггер ТТО на выход счетчика старшим разрядом , а на триггер ТТ1 подать счетные импульсы. Соответственно переподключить входы анализатора. Получить на экране таблицу состояний счетчика . Убедиться, что счет осуществляется в коде 5 — 4 — 2 — 1 и показать преподавателю. Таблицу записать для отчета .

4.1.4. Используя таблицу рис.2 , собрать схему счетчика с модулем счета 9 и аналогично п.4.1.2. убедиться в работоспособности схемы и показать преподавателю. Таблицу записать для отчета.

4.2. Исследование двоично-десятичного счетчика К155ИЕ9.

Собрать схему исследования счетчика К155ИЕ9 (панель счетчиков установки УМ-11М) аналогично п. 4.1.2. Убедиться по таблице, полученной на анализаторе, в работоспособности счетчика. Подключить выход ТС счетчика на вход РЕ через инвертор. Подавая логические уровни напряжений на входы параллельной загрузки счетчика (какие — решить самостоятельно ), получить счетчик с модулем счета 6. Показать преподавателю таблицу состояний на экране анализатора. Записать таблицу для отчета.

5. Содержание отчета .

-содержание выполняемых пунктов;

-исследуемые схемы и результаты.

6. Контрольные вопросы .

1. Счетчик К155ИЕ5. Схема,принцип работы.

2. Счетчик К155ИЕ4. Схема ,принцип работы.

3. Счетчик К155ИЕ2. Схема, принцип работы.

4. Способы построения счетчиков по произвольному основанию.

Источник